oscilátor

Zpráva

Aqarel · #1 Příspěvek od **Aqarel** » 08 led 2008, 22:34

zdravím potřeboval bych udělat co nejjednoduší oscilátor s náhodným signálem pro generování náhodných čísel - napadají mě dvě metody:
a) využiji jeden čítač, nebo vnější přerušení a budu čítat signál z oscilátoru např. do 256; když budu potřeboval náhodné číslo přečtu si stav čítače(případně si ho upravím)
b) oscilátor připojím na libovolný pin, pokud budu chtít náhodné číslo, tak si přečtu stav pinu(kde je připojen osc) a ten uložim do b0, znovu si přečtu jeho stav a uložim do b1; zopakuji až takto načtu celý bajt a mám náhodné číslo
jelikož nebudu mít pravděpodobně volný čítač ani vnější přerušení se přikláním k verzi b) která nebude zbytečně zatěžovat cpu, nevýhodou je potřeba vyšší f řádově stovky kHz ->měření by probíhalo s prodlevou několik mikrosekund
otázkou je jak zrealizovat onen oscilátor pro verzi B: napadlo mě že bych mohl použít krystalový oscilátor a signál z něho namodulovat signálem (hradlem and) např z mikrofonu
co si o tom myslíte?

#2 Příspěvek od **Hill** » 08 led 2008, 22:50

A co takhle zapojit přechod emitor-báze tranzistoru v závěrném směru a přes velký odpor (tak 100k) na něj přivést 5-10V, zkrátka udělat si zdroj šumu, šum pak zesílit a vzorkovat A/D převodníkem okamžitou hodnotu napětí? Nebo šum nahnat do komparátoru a postupně si jedním bitem vzít třeba 8 vzorků a ty postupně nastrkat do registru?
A pak si udělat statistiku, jak rovnoměrně (kolikrát) se za určitý čas jednotlivá čísla objeví a podle toho upravit hodnoty zapojení.

#3 Příspěvek od **mtajovsky** » 08 led 2008, 23:08

Hill << to by šlo, ale jen pro nenáročné použití. Nesymetrie prahové úrovně komparátoru způspobí větší počet jedniček nebo naopak nul. A taková binární náhodná posloupnot (BNP) třeba pro šifrování na testech nevyhoví.

Řešení je v tom, aby se na chybě nepodílelo nic, co se týká vyhodnocení proudu, napětí, popřípadě nějakých mechanických záležitostí. Dnes je nejpřesněni měřitelná a reprodukovatelná veličina čas a to je to pravé i pro generátor BNP. Šumem, který se odvodí z PN přechodu se překlápí D klopák. Rychlost překlopení z 0 na 1 a naopak se musí co nejpřesněji rovnat. Takto vzniklé impulsy se čítají po stanovenou dobu. Výsledný počet impulsů je buď lichý nebo sudý a to potom do výstupní BNP generuje jeden bit v hodnotě 0 nebo v hodnotě 1.

Protože není pravděpodobné, že náhodné fluktuace měřícího intervalu budou v nějaké korelaci s fluktuací vstupního šumu, nevzniká tím systematická chyba.

No, a pokud chceš mít ten signál ještě lepší, prožene se to nakonec přes proudovou šifru a je vymalováno.

#4 Příspěvek od **EKKAR** » 08 led 2008, 23:12

Hill mě předběhl s tou kvantizací šumového signálu, jen mu trošičku poopravím to napětí, potřebné pro nedestruktivní průraz emitorového přechodu tranzistoru - aspoň mně se nikdy nepovedlo "rozšumět" tranzistor napětím menším než asi 8V. Pro jistotu proto používám 12V. Potřebný proud je minimální, řádově mikroampéry - přechod se v tomto režimu chová jako mizerná Zenerova dioda. Protože pracovní proud je extrémně nízký, je dynamický odpor této náhradní "zenerky" vysoký a stabilita nevalná. Jako šumový generátor je to ale výborná volba.
Ale k tomu generátoru náhodné hodnoty - teď v noci to hledat nebudu, ale zítra se můžu podívat, v jedné publikaci mám určitě schéma s pár posuvnými registry, myslím, že to pochází z německého Elektoru - je to sice pseudonáhodná posloupnost, ale opakuje se až po x krocích - možná to budeš stačit? Dej vědět, jestli se s tím mám hledat a skenovat...

Crifodo · #5 Příspěvek od **Crifodo** » 08 led 2008, 23:17

generátor náhodného šumu publikoval v AR v 80. letech jistý pan Drexler pod názvem GENAS, s hradly TTL.

Aqarel · #6 Příspěvek od **Aqarel** » 09 led 2008, 01:06

díky za rychlé reakce; jakou má ten šum řádově frekvenci?
to EKKAR: pseudonáhodná čísla by mi nejspiš stačila pro tuto aplikaci, až budeš mít čas tak mi to naskenuj, díky

#7 Příspěvek od **Hill** » 09 led 2008, 06:08

>>Mtajovsky: souhlasím, proto jsem doporučil také sledovat, jak často se které číslo vyskytne, a podle toho se zařídit.
>>xp: šumové spektrum obsahuje teoreticky všechny kmitočty od nuly do nekonečna a kmitočet nějak určit nelze. Prakticky počítej se stovkami kHz až jednotkami MHz podle použitých součástek, parazitních kapacit zapojení a šířky pásma použitého předzesilovače.

#8 Příspěvek od **mtajovsky** » 09 led 2008, 11:54

xp << u jedné konstrukce generátoru BNP s použitím přechodu KC507 byla vzorkovací frekvence 160 kHz. Pokud jsme šli výše, výsledná BNP nevyhověla testu na (chí-kvadrát) rozložení sérií bitů. Taky si dejte pozor na průnik brumu a jiného technického rušení do obvodů šumátoru. To potom způsobí periodickou složku v šumu, která okamžitě generuje ve výstupu pravidelné skupiny nul a jedniček.

#9 Příspěvek od **EKKAR** » 09 led 2008, 16:08

To xp : dej mi do SZ nebo mailu svou e-adresu nebo mne vyhledej po ICQ - domluvíme se na tom skenu. Už jsem to našel.

jasin · #10 Příspěvek od **jasin** » 10 led 2008, 11:23

Pro XP. Projížděl jsem přijímačem frekvence generátoru s 1NZ70 a do 30 MHz byl šum v síle S9 a na 145 MHz byl trochu slyšet. Pokles na vyšších kmitočtech ale připisuji tomu, že za šumákem byl třítranzistorový zesilovač s obyčejnými KC508, jinak tyto šumáky jsou použitelné do GHz.